Ocean stratification is the natural separation of an ocean's water into horizontal layers by density, which is generally stable because warm water floats on top of cold water, and heating is mostly from the sun, which reinforces that arrangement. Stratification is reduced by wind-forced mechanical mixing, but reinforced by convection (warm water rising, cold water sinking). Stratification occurs in all ocean basins and also in other water bodies. Stratified layers are a barrier to the mixing of water, which impacts the exchange of heat, carbon, oxygen and other nutrients. The surface mixed layer is the uppermost layer in the ocean and is well mixed by mechanical (wind) and thermal (convection) effects. Climate change is causing the upper ocean stratification to increase.
Due to upwelling and downwelling, which are both wind-driven, mixing of different layers can occur through the rise of cold nutrient-rich and sinking of warm water, respectively. Generally, layers are based on water density: heavier, and hence denser, water is below the lighter water, representing a stable stratification. For example, the pycnocline is the layer in the ocean where the change in density is largest compared to that of other layers in the ocean. The thickness of the thermocline is not constant everywhere and depends on a variety of variables.
Between 1960 and 2018, upper ocean stratification increased between 0.7-1.2% per decade due to climate change. This means that the differences in density of the layers in the oceans increase, leading to larger mixing barriers and other effects. In the last few decades, stratification in all ocean basins has increased due to effects of climate change on oceans. Global upper-ocean stratification has continued its increasing trend in 2022. The southern oceans (south of 30°S) experienced the strongest rate of stratification since 1960, followed by the Pacific, Atlantic, and the Indian Oceans. Increasing stratification is predominantly affected by changes in ocean temperature; salinity only plays a role locally.
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vignette|Animation montrant les découpages possibles en 5, 4, 3 ou 1 seul océan(s). vignette|Le grand océan planétaire, mis en valeur par la projection de Fuller. Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée comprise entre deux continents. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence brassée par des courants marins. Approximativement 70,8 % de la surface de la Terre est recouverte par l'océan mondial, communément divisé en cinq océans et en plusieurs dizaines de mers.
vignette|redresse=1.35|Températures moyennes de l'air en surface de 2011 à 2020 par rapport à une moyenne de référence de 1951 à 1980. vignette|redresse=1.35|Température observée par la NASA par rapport à la moyenne de 1850-1900 comme référence préindustrielle. Le principal facteur d'augmentation des températures mondiales à l'ère industrielle est l'activité humaine, les forces naturelles ajoutant de la variabilité. vignette|redresse=1.35|L'énergie circule entre l'espace, l'atmosphère et la surface de la Terre.
vignette|Un profil Argo, pris le 31 janvier 2002 dans l'océan Indien tropical. La ligne rouge est le profil de densité, la ligne noire est la température et la ligne bleue est la salinité. Notez la transition rapide de la courbe rouge entre 80 et 120 m. En hydrologie, une pycnocline est une cline, ou une couche verticale, où le gradient de densité (∂ρ/∂z) est le plus élevé au sein d'un corps de l'eau.
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